JP2019507045A - カメラ装置を自動車に装着する装置 - Google Patents

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Abstract

カメラ装置を自動車に装着する装置が提供される。装置は、カメラ装置を所定位置で保持するように構成された本体を含むカメラハウジングを有する。3アタッチメント機構の構成は、本体を自動車に装着するため、本体に連結される。3アタッチメント機構の構成は、第1の長手方向中心線を有する第1のアタッチメント機構を含む。第2のアタッチメント機構は第2の長手方向中心線を有する。第3のアタッチメント機構は第3の長手方向中心線を有する。第2及び第3の長手方向中心線は共通の中心線を規定するように位置合わせされており、第1の長手方向中心線は、第2のアタッチメント機構と第3のアタッチメント機構との間の中点に近接して共通の中心線と交差する。【選択図】図2

Description

関連出願
本出願は、2016年1月29日付けの米国特許出願第15/010,325号、名称「カメラ装置を自動車に装着する装置(APPARATUSES FOR MOUNTING CAMERA
ARRANGEMENTS ON MOTOR VEHICLES)」の利益を主張し、その全体を参照により本明細書に援用する。
技術分野は、概して、自動車用のカメラシステムに関し、より詳細には、例えばステレオカメラ装置(stereo-camera arrangement)などのカメラ装置を自動車に装着する装置に関する。
近年、自動車に装着されたカメラを含む車両運転支援システムが提案されてきている。これらのシステムの多くでは、カメラは、車両走行方向、例えば前進方向の前方データを収集して、安全に関する情報を運転者に提供し、並びに/あるいは車両制御動作などを自動的に実施するのを容易にする。
従来、カメラハウジングを含む装着構造は、自動車の所定位置、例えば前方に面する位置でカメラを支持するために使用されている。例えば、装着構造は、カメラを前方に向けて自動車の前面ガラス(front windshield)の裏側(例えば、車両の内部に面する側)に1つ以上のカメラを装着して、車両走行方向の前方データを収集するために使用することができる。
ステレオカメラ(例えば、一方のカメラを自動車の左側に近接して配置し、他方のカメラを右側に近接して配置した、例えば前面ガラスの裏側に装着することができる、一対のカメラを有するカメラ装置)を使用して、距離測定値などを得ることができる。カメラハウジング、中でもステレオカメラ用のものは、特にカメラの光学中心線が平行であるようにカメラがキャリブレーションされた後は、非常に厳密な許容差を有する。左右のカメラの互いに対する相対位置は、光学中心線の平行を維持するため、事実上常に一定のままでなければならない。温度変化によるカメラハウジングの拡張及び収縮は、左右のカメラの相対位置が変化し、それらの光学中心線が平行でなくなった場合に問題になり得る。それに加えて、傾き、ぐらつきなどを実質的に起こすことなくカメラが安定したままであるようにして、カメラを自動車に、例えば車両のフロントガラス(windshield)の裏側に取り付ける必要がある。かかる取付け手段は単純であるべきであり、好ましくは、カメラハウジングを自動車に固定する際に、カメラの光学中心線の平行を妨げることがあるような、特別なツールを何ら要さず、並びに/あるいはカメラハウジングが変形しない。したがって、問題点の1つ以上に対処することができる、カメラ装置を自動車に装着する装置を提供することが必要とされている。
本明細書では、カメラ装置を自動車に装着する装置が提供される。例示的な実施形態では、カメラ装置を自動車に装着する装置はカメラハウジングを含む。カメラハウジングは、カメラ装置を所定位置で保持するように構成された本体を含む。3アタッチメント機構の構成(3-attachment feature arrangement)は、本体に連結され、本体を自動車に装着するように構成される。3アタッチメント機構の構成は、第1の長手方向中心線を有する第1のアタッチメント機構を含む。第2のアタッチメント機構は第2の長手方向中心線を有する。第3のアタッチメント機構は第3の長手方向中心線を有する。第2及び第3の長手方向中心線は共通の中心線を規定するように位置合わせされており、第1の長手方向中心線は、第2のアタッチメント機構と第3のアタッチメント機構との間の中点に近接して共通の中心線と交差する。
別の例示的な実施形態では、カメラ装置を自動車に装着する装置が提供される。装置は、第1のカメラ及び第2のカメラを含むステレオカメラ装置として構成されたカメラ装置を含む。カメラハウジングは、第1のカメラを第2のカメラから横方向に離隔させて保持する本体を含む。3アタッチメント機構の構成は、本体に連結され、本体を自動車に装着するように構成される。3アタッチメント機構の構成は、第1の長手方向中心線を有する第1の前方アタッチメント機構を含む。第2の後方アタッチメント機構は第2の長手方向中心線を有し、第3の後方アタッチメント機構は第3の長手方向中心線を有する。第1、第2、及び第3の長手方向中心線は実質的に共面であり、第2及び第3の後方アタッチメント機構は、第1及び第2のカメラの概ね内側に配設されている。
別の例示的な実施形態では、カメラ装置を自動車に装着する装置が提供される。装置はカメラハウジングを含む。カメラハウジングは、カメラ装置を所定位置で保持するように構成された本体を含む。3ピン構成は、本体に連結され、自動車のフロントガラス上に又は近接して装着されるフロントガラスブラケットに付着するように構成される。3ピン構成は、第1の長手方向中心線に沿って概ね前方方向に延在する第1の前方ピンを含む。第2の後方ピン及び第3の後方ピンは、第1の前方ピンから実質的に等距離で離間される。第2の後方ピン及び第3の後方ピンはそれぞれ、前進方向を概ね横断する共通の後方中心線に沿って延在する。3ピン構成は、第1の前方ピンが上下及び左右の相対移動を実質的に防ぎながら、第1の前方ピンとフロントガラスブラケットとの間の限定された前後の相対移動を可能にするように、フロントガラスブラケットと協働するように構成されている。第2及び第3の後方ピンは、上下及び前後の相対移動を実質的に防ぎながら、フロントガラスブラケットと第2の後方ピン及び第3の後方ピンそれぞれとの間の限定された左右の相対移動を可能にする。
本発明の更なる目的、特徴、及び利点は、以下の説明及び添付の特許請求の範囲を添付図面と併せて考察することにより、本発明が関係する分野の当業者には明白となるであろう。
本明細書に記載する図面は、単に例示のためのものであり、いかなる形でも本開示の範囲を限定しようとするものではない。
例示的な実施形態による、自動車のフロントガラスの裏側に装着されたカメラ装置を有する装置を示す斜視図である。
例示的な実施形態による、カメラ装置を含む装置を示す上面斜視図である。
例示的な実施形態による、カメラ装置及びフロントガラス装着ブラケットを含む装置を示す上面斜視図である。
例示的な実施形態による、フロントガラス装着ブラケットの後面斜視図である。
例示的な実施形態による、カメラ装置及びフロントガラス装着ブラケットを含む装置を示す後面斜視図である。
別の例示的な実施形態による、カメラ装置を含む装置を示す上面斜視図である。
以下の説明は、本質的に単なる例示であり、本開示又はその応用若しくは用途を限定しようとするものではない。
ここで図面を参照すると、図1は、例示的な実施形態による、自動車14のフロントガラス12の裏側に装着された装置10を示している。図示されるように、装置10は、バックミラー16の直ぐ前方で、フロントガラス12の上側中央部の裏側に装着される。装置10は、車両走行方向(例えば、前進方向17)のデータを収集するように、カメラ装置18を定位置で支えるように構成される。一例では、カメラ装置18は、走行中に前方道路環境の画像を収集し、画像信号を画像処理部19に提供し、そこで画像信号を、1つ以上の他のデバイス及び/又は制御部が運転支援に使用することができる、距離データなどの様々な種類の前方データへと変換する。
例示的な実施形態では、カメラ装置18は、第1のカメラ20及び第2のカメラ22という一対のカメラを有するステレオカメラ装置として構成される。カメラ20及び22は、互いから横方向に離隔され、所定位置で、例えば前進方向17に概ね面して支持される。
図2〜図3もまた参照すると、カメラ20及び22は、実質的に平行である、対応する光学中心線24及び26を有する。本明細書で使用するとき、「実質的に」という用語は、言及される特定の構成要素、アセンブリ、及び/又は部品の従来の製造及び/又は運用許容差内にあることを意味するものと理解される。カメラ20及び22はそれぞれ、自動車14の左側(例えば、運転席側)及び右側(例えば、助手席側)に近接して配置される。
例示的な実施形態では、装置10は、カメラ装置18を支えて保持するカメラハウジング28を含む。更に詳細に後述するように、カメラハウジング28は、フロントガラス12上に、又はフロントガラス12に近接して装着されるフロントガラスブラケット30に直接取り付けられる。
図2を参照すると、カメラハウジング28は、カメラ装置18を所定位置で支持する本体32を含む。本体32は、上側パネル34と、例えば締結具37を使用して周縁部分38に沿って上側パネル34に連結されている、下側パネル36とを含む(図5もまた参照)。上側パネル34及び下側パネル36は併せて、有壁の封入構造としての本体32を画成し、その構造の内容積40は、カメラ装置18の少なくとも一部分、並びに任意の関連する配線、電気バス、電気的相互接続、及び/又はカメラ装置18の動作及び/又はカメラ装置18と画像処理部19(図1に示す)との間の通信を可能にする、他の関連するデバイス若しくは周辺機器を収容する。
図示される実施形態では、本体32の有壁の封入構造は概ねL字形の構造を有し、概ね水平の基部42と、概ね水平の基部42から垂直に延在し、カメラ装置18を所定位置で保持する概ね垂直の壁構造44とを備える。特に、概ね垂直の壁構造44は、カメラ20を支える左側部分46(例えば、運転席側)と、カメラ22を支える右側部分48(例えば、助手席側)とを有する。
カメラ20及び22とそれらに対応する概ね垂直の壁構造44の左側部分46及び右側部分48との間には、概ね後進方向52に上昇する傾斜で垂直に延在する、複数の補強リブ50が配設される。更に詳細に後述する利点の中でも特に、補強リブ50は、カメラハウジング28の有壁の封入構造に更なる剛性を提供して、カメラ20及び22の光学中心線24及び26の間の平行を維持するのが容易になるように、カメラ装置18を安定して保持するのを容易にする。それに加えて、カメラハウジング28は、カメラ装置18を安定して保持し、装置10が温度変化に晒されたときでさえもカメラ20及び22の間の次元的関係を維持するのを助けて、光学中心線24及び26の間の平行の維持を更に改善するように、アルミニウム合金などの高い剛性及び高い熱伝導率を有する材料で形成することができる。
例示的な実施形態では、カメラハウジング28はまた、本体32を自動車14(図1に示す)に装着されるフロントガラスブラケット30(図3〜図5に示す)に直接連結する、3アタッチメント機構の構成54を含む。特に、3アタッチメント機構の構成54は、アタッチメント機構56(例えば、前方アタッチメント機構)と、アタッチメント機構58及び60(例えば、後方アタッチメント機構)とを含む。図示されるように、アタッチメント機構56は、本体32の水平基部42の前縁部(例えば、前縁部の中央部分に又はそれに近接)から概ね前進方向17に延在する、カメラ装置18の概ね前方に配設される。アタッチメント機構58及び60は、前進方向17を概ね横断する方向に延在する、カメラ装置18の概ね後方に配設される。この例では、更に延長された補強リブ70、72、74、76は、それらに隣接する補強リブ50を超えて延在し、アタッチメント機構58及び60の端部に、また本体32上方のカメラ20及び22の概ね内側で本体32に連結する。あるいは、アタッチメント機構58及び60は独立して開放端部を有してもよく、例えば、更に延びる補強リブ70又は72の一方のみがアタッチメント機構58の端部の1つに連結され、並びに/あるいは更に延びる補強リブ74又は76の一方のみがアタッチメント機構60の端部の1つに連結される。
例示的な実施形態では、アタッチメント機構56、58、及び60はそれぞれ、その各々の長手方向中心線62、64、又は66(例えば、長手方向中心軸)に沿って延在する、概ね細長い円筒形状を有するピンなどの雄機構(positive feature)として構成される。図示されるように、アタッチメント機構58及び60は位置合わせされ、それによって対応する長手方向中心線64及び66も位置合わせされて、前進方向17を概ね横断する共通の中心線68(例えば、共通の後方中心線)を形成する。一実施形態では、長手方向中心線62、64、及び66は実質的に共面である。別の実施形態では、長手方向中心線62は、アタッチメント機構58及び60の間の中点78に近接して共通の中心線68と交差する。更に別の実施形態では、長手方向中心線72は共通の中心線68に対して垂直である。例えば、アタッチメント機構58(例えば、ピン)及びアタッチメント機構60(例えば、ピン)は、長手方向中心線62が共通の中心線68に対して垂直であり、中点78又はそれに近接して交差するようにして、アタッチメント機構56(例えば、ピン)から実質的に等距離で離隔されてもよい。
図2〜図5を参照すると、例示的な実施形態では、カメラハウジング28は、3アタッチメント機構の構成54を介してフロントガラスブラケット30に直接取り付けられる。特に、フロントガラスブラケット30は、フロントガラス12(図1に示す)に装着する上面86と、上面86と反対側の下面88とを有する。フロントガラスブラケット30は、開口部82を画成する外側プレート80と、開口部82内に配設される調節可能なプレート84とを含む。フロントガラスブラケット30は、フロントガラス12に直接装着することができる調節可能なプレート84の上面86が、フロントガラス12に対して所望されるようにカメラハウジング28の位置を調節するように、外側プレート80の上面86と実質的に平面又は非平面に(例えば、傾斜して)調節できるように構成されている。
外側プレート80の下面88上に又はそれに隣接して、カメラハウジング28をフロントガラスブラケット30に連結する3アタッチメント機構の構成54を捕捉する、3アタッチメント機構の受入れ構成90がある。特に、3アタッチメント機構の受入れ構成90は、外側プレート80の下面88に沿って位置付けられ、アタッチメント機構56、58、及び60をそれぞれ受け入れ、保定するように構成された、アタッチメント受入れ機構92、94、及び96を含む。一例では、アタッチメント受入れ機構92は外側プレート80の前方部分98に沿って位置付けられ、アタッチメント受入れ機構94及び96は、横方向に位置合わせされ、外側プレート80の後方部分100に沿って位置付けられる。
例示的な実施形態では、アタッチメント受入れ機構92、94、及び96はそれぞれ、溝102が形成されたクランプとして構成され、その溝は、外側プレート84の下面88に又はそれに隣接して形成された、対応するアタッチメント機構56、58、又は60(例えば、雄機構若しくはピン)を受け入れる、対向する溝104と整列する。それに加えて、アタッチメント受入れ機構92、94、及び96はそれぞれ、アタッチメント受入れ機構92、94、及び96を外側プレート80に取り付けることによって、対応するアタッチメント機構56、58、又は60が溝102及び104内に位置付けられたときに、アタッチメント機構56、58、又は60に締付け力を加えるのに使用される、締結具106を含んでもよい。あるいは、アタッチメント受入れ機構92、94、及び/又は96と、対応するアタッチメント機構56、58、及び/又は60とは協働するように構成されるので、アタッチメント機構56、58、及び/又は60は、締結具106を何も使用せずに、アタッチメント受入れ機構92、94、及び/又は96にスナップ嵌めされるか別の形でそれに連結する。
例示的な実施形態では、カメラハウジング28がフロントガラスブラケット30に直接取り付けられると、アタッチメント受入れ機構92、溝102及び104、並びにアタッチメント機構56が協働して、アタッチメント機構56の上下及び左右の相対移動(例えば、前進方向17及び後進方向52を横断する相対移動)を実質的に防ぎながら、アタッチメント機構56とフロントガラスブラケット30との間の限定された前後の相対移動(例えば、前進方向17及び後進方向52に沿った相対移動)を可能にする。同様に、アタッチメント受入れ機構94及び96、溝102及び104、並びにアタッチメント機構58及び60が協働して、アタッチメント機構58及び60の上下及び前後の相対移動を実質的に防ぎながら、フロントガラスブラケット30とそれぞれのアタッチメント機構58及び60との間の限定された左右の相対移動を可能にする。別の例示的な実施形態では、カメラハウジング28がフロントガラスブラケット30に直接取り付けられると、アタッチメント機構56は、軸62を中心にして(例えば、その周りで)回転すると共に、左右の相対移動を防止又は限定することができ、一方で後方アタッチメント機構58及び60は、軸62を中心にした回転を防ぎ、更に前後の相対移動を防止又は限定する。
一例では、アタッチメント機構56は、上下及び左右の相対移動が実質的に防止されると共に、アタッチメント機構56とフロントガラスブラケット30との間の約±5mm以下、例えば約±2mmの距離の限定された前後の相対移動を可能にする。別の例では、アタッチメント機構58及び60は、上下及び前後の相対移動が実質的に防止されると共に、フロントガラスブラケット30とそれぞれのアタッチメント機構58及び60との間の約±5mm以下、例えば約±2mmの距離の限定された左右の相対移動を可能にする。
有利には、アタッチメント機構56とフロントガラスブラケット30との間の限定された前後の相対移動、並びにフロントガラスブラケット30とそれぞれのアタッチメント機構58及び60との間の限定された左右の相対移動を可能にすることによって、著しい応力(例えば、反応力)を蓄積することなく、また歪むことなく、カメラハウジング28が温度変化と共に拡張又は収縮することができるので、カメラ20及び22の次元的関係が実質的に維持されることが見出されている。例示的な実施形態では、このことは、装置10が温度変化に晒されたときでも、カメラ20及び22の光学中心線24及び26の間の平行を維持する助けとなる(例えば、ステレオキャリブレーション)。
特に、装置10の温度は、気候及び/又はカメラ温度及び/又は車内温度によって変化することがある。例示的な実施形態では、他の複数アタッチメント機構の構成、例えば4ピンアタッチメント機構の構成などに対する3アタッチメント機構の構成54の利点は、4ピン以上のアタッチメント機構の構成が、フロントガラスブラケット30に十分に連結されない1つ以上のピンアタッチメント機構を有し得るのに対して、3アタッチメント機構の構成54の各アタッチメント機構が、フロントガラスブラケット30と密接に接触する(例えば、厳密な許容差を有する)点である。別の例示的な実施形態では、有利には、3アタッチメント機構の構成54がフロントガラスブラケット30に取り付けられるか又はスナップ嵌めされたとき、ピンとアタッチメント機構との間の許容差によって、所与の軸それぞれである程度の相対移動が可能になり、したがって、ある温度範囲にわたってカメラ間の適切なキャリブレーションを維持したまま、著しい応力を蓄積することなくアセンブリのある程度の拡張及び/又は収縮の自由度が許容されるが、これらのアタッチメント機構が剛直に接続されていた場合、カメラハウジング28は温度変化によって変形する可能性があり、カメラのミスキャリブレーション(例えば、ミスアラインメント)につながる。それに加えて、例示的な実施形態では、3アタッチメント機構の構成54によって、自動車14(例えば、フロントガラス12及び/又はフロントガラスブラケット30)に対する簡単でしっかりした取付けが可能になる。
図6を参照すると、前方アタッチメント機構56と、後方アタッチメント機構58及び60とは、本明細書に記載する例示的な実施形態にしたがって、様々な自動車の設計及び様式に適応するように再構成されてもよい。例えば、図示されるように、後方アタッチメント機構58及び60は、カメラハウジング28の本体32の左側部分46及び右側部分48から直接横方向に延在して、カメラ装置18の外部に位置付けられてもよい。それに加えて、例えば、下側シールド200が、グレア及び/又は光反射を防止若しくは低減する助けとするため、例えばカメラ装置18の視界窓に隣接して本体32に取り付けられてもよい。代替の構成もまた可能であり、本明細書に記載する例示的な実施形態の範囲内にある。
当業者であれば容易に理解するように、以上の説明は本発明の原理の実現例を例証するものである。本記述は、本発明が、以下の特許請求の範囲にて定義される本発明の精神を逸脱することなく、修正形態、変形形態、及び変更形態を許容するという点において、本発明の範囲又は応用を限定することを意図するものではない。

Claims (15)

  1. カメラ装置を自動車に装着する装置であって、
    カメラハウジングを備え、該カメラハウジングが、
    前記カメラ装置を所定位置で保持するように構成された本体と、
    前記本体に連結され、前記本体を前記自動車に装着するように構成された3アタッチメント機構の構成と、を備え、前記3アタッチメント機構の構成が、
    第1の長手方向中心線を有する第1のアタッチメント機構と、
    第2の長手方向中心線を有する第2のアタッチメント機構と、
    第3の長手方向中心線を有する第3のアタッチメント機構と、を備え、前記第2及び第3の長手方向中心線が共通の中心線を規定するように位置合わせされており、前記第1の長手方向中心線が、前記第2のアタッチメント機構と前記第3のアタッチメント機構との間の中点に近接して前記共通の中心線と交差する、装置。
  2. 前記第1の長手方向中心線が前記共通の中心線に対して垂直である、請求項1に記載の装置。
  3. 前記第1のアタッチメント機構が前記第1の長手方向中心線に沿って概ね前進方向に延在する、請求項1に記載の装置。
  4. 前記第2及び第3のアタッチメント機構が、前記前進方向を概ね横断して前記共通の中心線に沿って延在する、請求項3に記載の装置。
  5. 第1のカメラ及び第2のカメラを有するステレオカメラ装置として構成された前記カメラ装置を更に備え、前記カメラハウジングの前記本体が、前記第2のカメラから横方向に離隔させて前記第1のカメラを保持する、請求項1に記載の装置。
  6. 前記第2及び第3のアタッチメント機構が前記第1及び第2のカメラの概ね内側に配設されている、請求項5に記載の装置。
  7. 前記自動車のフロントガラス上に又は近接して装着されるフロントガラスブラケットを更に備え、前記3アタッチメント機構の構成が前記フロントガラスブラケットに取り付けられている、請求項1に記載の装置。
  8. 前記3アタッチメント機構の構成は、前記第1のアタッチメント機構が上下及び左右の相対移動を実質的に防ぎながら、前記第1のアタッチメント機構と前記フロントガラスブラケットとの間の限定された前後の相対移動を可能にし、また前記第2及び第3の後方前方アタッチメント機構が上下及び前後の相対移動を実質的に防ぎながら、前記フロントガラスブラケットと前記第2のアタッチメント機構及び前記第3のアタッチメント機構との間の限定された左右の相対移動を可能にするようにして、前記フロントガラスブラケットに取り付けられている、請求項7に記載の装置。
  9. 前記3アタッチメント機構の構成は、前記第1のアタッチメント機構が前記第1のアタッチメント機構と前記フロントガラスブラケットとの間の約±2mmの距離の限定された前後の相対移動を可能にするようにして、前記フロントガラスブラケットに取り付けられている、請求項8に記載の装置。
  10. 前記3アタッチメント機構の構成は、前記第2及び第3のアタッチメント機構が前記フロントガラスブラケットと前記第2のアタッチメント機構及び前記第3のアタッチメント機構それぞれとの間の約±2mmの距離の限定された左右の相対移動を可能にするようにして、前記フロントガラスブラケットに取り付けられている、請求項8に記載の装置。
  11. カメラ装置を自動車に装着する装置であって、
    第1のカメラ及び第2のカメラを備えるステレオカメラ装置として構成されたカメラ装置と、
    カメラハウジングと、を備え、該カメラハウジングが、
    前記第1のカメラを前記第2のカメラから横方向に離隔させて保持する本体と、
    前記本体に連結され、前記本体を前記自動車に装着するように構成された3アタッチメント機構の構成と、を備え、前記3アタッチメント機構の構成が、
    第1の長手方向中心線を有する第1の前方アタッチメント機構と、
    第2の長手方向中心線を有する第2の後方アタッチメント機構と、
    第3の長手方向中心線を有する第3の後方アタッチメント機構と、を備え、前記第1、第2、及び第3の長手方向中心線が実質的に共面であり、前記第2及び第3の後方アタッチメント機構が前記第1及び第2のカメラの概ね内側に配設されている、装置。
  12. 前記第1の前方アタッチメント機構が前記ステレオカメラ装置の概ね前方に配設されている、請求項11に記載の装置。
  13. 前記第2及び第3の後方アタッチメント機構が前記ステレオカメラ装置の概ね後方に配設されている、請求項12に記載の装置。
  14. 前記第2及び第3の長手方向中心線が共通の後方中心線を規定するように位置合わせされている、請求項11に記載の装置。
  15. 前記第1の長手方向中心線が、前記第2の後方アタッチメント機構と前記第3の後方アタッチメント機構との間の中点に近接して前記共通の後方中心線と交差する、請求項14に記載の装置。
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